Gli ingegneri dell'Institute for the Study of Higher Nervous Activity sono stati in grado di creare un sistema che traduce i pensieri in discorsi comprensibili e riconoscibili. Controllando l'attività cerebrale di qualcuno, la tecnologia ricostruisce i pensieri in parole.
Questa scoperta scientifica, unita alla potenza dell'IA e dei sintetizzatori vocali, apre una nuova era nell'interazione tra il computer e il cervello. Naturalmente, questo apre anche nuove opportunità per le persone che, per un motivo o per l'altro, hanno perso la capacità di parlare.
“Le nostre voci ci aiutano a rimanere in contatto con i nostri amici, la famiglia e il mondo che ci circonda, quindi perdere il potere vocale a causa di lesioni o malattie è devastante per le persone. Tuttavia, con lo stock di conoscenze odierne, abbiamo un modo potenziale per ripristinare questo potere. Abbiamo dimostrato che con la giusta tecnologia, i pensieri delle persone possono essere decifrati e compresi da qualsiasi ascoltatore , afferma Nima Mesgarani, Ph. D. e uno degli autori di uno studio condotto presso il Mortimer B. Zuckerman Institute of Mental Behaviour della Columbia University.
Decenni di ricerche hanno dimostrato che quando le persone parlano o addirittura immaginano di pronunciare parole, nel loro cervello compaiono schemi di attività caratteristici. Un modello di segnale chiaro e riconoscibile si verifica anche quando ascoltiamo qualcuno che parla o immaginiamo di stare ascoltando. Gli esperti hanno cercato di decifrare questi schemi per decenni, ma solo ora si è aperto un futuro davanti a loro, in cui i pensieri non possono più essere nascosti all'interno del cervello, ma possono invece essere tradotti a volontà nella lingua parlata.
Ma questa impresa non è stata facile da realizzare. I primi tentativi di decifrare i segnali cerebrali del dottor Mesgarani e altri si sono concentrati su semplici modelli di computer che analizzavano gli spettrogrammi, che sono rappresentazioni visive delle frequenze sonore.
Ma poiché questo approccio non produceva nulla di simile al discorso intelligibile, il team del dottor Mesgarani si è invece rivolto a un vocoder, un algoritmo informatico in grado di sintetizzare il parlato dopo essere stato addestrato a registrare le conversazioni delle persone.
"Questa è la stessa tecnologia che Amazon Echo e Apple Siri utilizzano per rispondere verbalmente alle nostre domande", ha affermato il dott. Mesgarani, professore associato di ingegneria elettrica presso la Columbia School of Engineering and Applied Science della Fu Foundation.
Per insegnare al vocoder a interpretare l'attività cerebrale, il dottor Mesgarani ha collaborato con Ashesh Dinesh Mehta, MD, PhD, neurochirurgo presso il Northwell Health Physician Partners 'Neuroscience Institute e coautore dell'articolo di oggi. Il dottor Mehta tratta i pazienti con epilessia, alcuni dei quali devono sottoporsi a un intervento chirurgico regolare.
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"Lavorando con il Dr. Mehta, abbiamo chiesto ai pazienti epilettici che avevano già subito un intervento chirurgico al cervello di ascoltare i suggerimenti di diverse persone, mentre abbiamo misurato i modelli nella loro attività cerebrale", afferma il dott. Mesgarani. "Questi modelli neurali hanno addestrato il vocoder."
I ricercatori hanno quindi chiesto a quegli stessi pazienti di ascoltare gli altoparlanti che pronunciavano i numeri da 0 a 9 durante la registrazione dei segnali cerebrali che potevano poi essere fatti passare attraverso un vocoder. Il suono prodotto dal vocoder in risposta a questi segnali è stato analizzato e perfezionato utilizzando reti neurali come l'intelligenza artificiale che imitano la struttura dei neuroni in un cervello biologico.
Il risultato finale è stato una voce robotica che ripeteva una sequenza di numeri. Per verificare l'accuratezza della registrazione, la dott.ssa Mesgarani e il suo team hanno incaricato le persone di ascoltare la registrazione e riferire ciò che hanno sentito.
"Abbiamo scoperto che gli esseri umani possono capire e ripetere i suoni circa il 75% delle volte, il che è di gran lunga superiore a qualsiasi tentativo precedente", afferma il dott. Mesgarani. Il miglioramento dell'intelligibilità era particolarmente evidente quando si confrontavano le nuove registrazioni con i tentativi precedenti basati sullo spettrogramma. "Un vocoder sensibile e potenti reti neurali rappresentavano i suoni che i pazienti inizialmente sentivano con sorprendente precisione."
La dottoressa Mesgarani e il suo team hanno ora in programma di testare parole e frasi più complesse. Intendono anche eseguire gli stessi test sui segnali cerebrali emessi quando una persona parla o immagina di parlare. In definitiva, sperano che il loro sistema possa far parte di un impianto, simile a quelli indossati da alcuni pazienti epilettici, che traducono i pensieri di chi li indossa direttamente in parole.
"In questo scenario, se il proprietario del chip pensa, 'Ho bisogno di un bicchiere d'acqua', il nostro sistema può ricevere i segnali cerebrali generati da quel pensiero e trasformarli in un discorso verbale sintetizzato", afferma il dott. Mesgarani. "È un punto di svolta e per chiunque abbia perso la capacità di parlare a causa di un infortunio o di una malattia, la tecnologia offre una nuova possibilità di comunicare con il mondo che li circonda".
Commento editoriale
Poiché alcuni dei nostri dipendenti hanno una certa relazione con la neurofisiologia, possiamo affermare in modo assolutamente inequivocabile che risolvere il problema della lettura dei pensieri e tradurre questi pensieri in parole non è un problema che qualche dottore in filosofia può risolvere insieme a un neurochirurgo intelligente. Questo è un compito per l'istituto di ricerca, che lo risolverà per cento, duecento o più anni. Inoltre, non è affatto un fatto che l'istituto di ricerca risolverà questo problema, anche se tutti i supercomputer della NASA vengono portati lì, su cui una folla di ingegneri inizierà a simulare reti neurali. Tuttavia, un articolo in una rivista scientifica non mentirà e il fatto di riconoscere i pensieri è sicuramente lì. In che modo, allora, questi due fatti possono essere messi insieme?
Molto semplice. Negli ultimi 20-30 anni è apparso nel mondo un numero enorme di tecnologie completamente incredibili e molto complesse come microprocessori e dischi rigidi. E ogni giorno sono sempre di più le nuove invenzioni, che vengono scritte ad alcuni "bravissimi studenti" che, seduti in garage, hanno raccolto un pezzo di rottami metallici, per i quali gli istituti di ricerca si battono da 50 anni. E in questo caso, abbiamo un'invenzione di genesi simile. Cioè, uno sviluppo che è stato fatto (o consegnato alle persone) per molti anni, non è chiaro chi, ma che è stato registrato su zia e zio dalla Colombia.
In effetti, non c'è assolutamente alcuna differenza su chi Wikipedia scriverà come "inventore" della tecnologia. La cosa principale è che la tecnologia è stata presentata al mondo utilizzando una rivista scientifica. Inoltre, alcune società cinesi inizieranno a produrre tali "gadget" che abitueranno le persone all'idea stessa che la loro testa sia diventata completamente trasparente. Infine, la terza tappa sarà lo stesso “1984” orwelliano, in cui anche i pensieri di qualsiasi persona possono essere letti liberamente a distanza. Ad esempio, posizionando sensori speciali negli appartamenti o integrando un chip speciale che risponde agli impulsi cerebrali nel corpo. Inoltre.
Ogni tecnologia ha, di regola, l'applicazione opposta. Ad esempio, se esiste una tecnologia per convertire gli impulsi nervosi in parole, quindi utilizzando lo stesso principio, puoi trasformare qualsiasi parola in pensieri di qualcuno. In questa situazione, i presidenti di diversi paesi hanno la grandiosa prospettiva di essere supportati da tutto l'elettorato, poiché ora c'è un'opportunità tecnica per far pensare anche ogni elettore come lui: è sufficiente mettere un segnale correttamente modulato nella presa.
In generale, è ovvio che si stanno aprendo le più belle prospettive del mondo e seguiamo con interesse lo sviluppo degli eventi.